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呂錫民 :鋰離子電池是未來電動車普及關鍵

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【大紀元2019年05月09日訊】人們普遍評估,可充電電池在包裝級別需要大約235瓦時/公斤和500瓦時/公升的能量含量,方可實現超過500公里的行駛里程目標,目前,商業電池組可達到的電力容量為140瓦時/公斤和200瓦時/公升,為了實現未來的苛刻能量目標,業者已經從電池材料到包裝水平採取各種策略,包括在高能陽極中添加更高的矽含量,以及在層狀陰極材料中增加鋰含量。

近年來業界已經實現了可達到的行駛範圍,因為能量含量已經增長到每台電動車具有100千瓦時。隨著每一循環驅動範圍的增加,汽車製造商反過來願意在可達循環數上妥協,因為電池的總能量吞吐量更為重要。只有在功率能力沒有受到嚴重損害的情況下才能實現能源使用效率的改進,因為快速充電的可行性對用戶接受度至關重要。

電池組成本需要降至125美元/千瓦時以下才能與傳統燃油車形成成本競爭力,與此同時,由於更嚴格的二氧化碳和氮氧化物排放法規,傳統燃油車可能會變得越來越昂貴。目前,電池和電池組的成本分別為100-170美元/千瓦時和220-250美元/千瓦時,這在很大程度上取決於所選取的電池化學成分。專家與業者假設,從2022年到2025年間,包裝級別的成本目標為125美元/千瓦時,則降低成本的驅動因素是規模經濟和更高的生產自動化程度。在成本、材料儲備和供應可靠性方面,鈷被認為是最關鍵的原材料,而該領域的所有專家都不同意對鋰可用性的擔憂。

專家預計今天的鋰離子電池將在能量和成本方面進一步改善,目前,由於眾多參數的有利組合,鋰離子電池優於其他替代電池技術,其研究係由超越當前鋰離子電池的理論上個體優勢所驅動,新的鋰離子電池化學成分,甚至具有比目前材料預測路線圖更高容量,也將在未來開發。

如果有可能實現,未來要以替代化學品達到比較有利的性質組合目標肯定需要時間,因此,鋰離子電池可能在未來十年內仍主導汽車應用。然而,以目前角度來看,很顯然地,市場上不會只有一種通用鋰離子電池技術對上所有應用,而是各類化學和配置的專業使用。考慮到汽車產業的長期發展周期,鋰離子電池技術目前不太可能被任何「下一代」技術,如鋰金屬基化學物質,或者未來十年內被超越鋰的技術,如鈉基或鎂基化學物質所取代。

由於全球已有大量資金投入大規模鋰離子電池生產,新興電池技術變得越來越難以具有成本競爭力。從今天的角度來看,我們只能合理的說下一代汽車電池將是現有鋰離子電池的進一步改良版本。

責任編輯:任慧夫

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2019-05-09 1:50 AM
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